Atividade pró-trombótica da toxina ExoU de Pseudomonas aeruginosa detectada em modelos experimentais in vivo e in vitro

Pseudomonas aeruginosa é um importante agente de pneumonia, particularmente em pacientes submetidos à ventilação mecânica, que pode evoluir para sepse, com elevadas taxas de letalidade. Na sepse, o processo inflamatório sistêmico exacerbado favorece o desequilíbrio entre as vias de coagulação e fibrinólise e a instalação de um estado pró-coagulante, com o aparecimento de trombose microvascular, coagulação intravascular disseminada e falência de múltiplos órgãos. Conhecendo a potente atividade pró-inflamatória da toxina ExoU produzida por P. aeruginosa, decorrente de sua atividade fosfolipásica A2, o objetivo desta tese foi investigar seu potencial de indução de alterações hemostáticas relacionadas à patogênese da sepse. Utilizando modelo de sepse em camundongos inoculados, por via intratraqueal, com suspensões de P. aeruginosa produtora de ExoU (PA103) ou de cepa com deleção do gene exoU, não produtora da toxina, foi mostrado que ExoU determinou maior gravidade da infecção, maior taxa de letalidade, leucopenia, trombocitose, hiperpermeabilidade vascular e transudação plasmática, evidenciadas, respectivamente, pela maior concentração de proteínas nos lavados broncoalveolares (LBAs) e acúmulo do corante Azul de Evans, previamente inoculado nos animais, por via endovenosa, no parênquima renal. ExoU favoreceu, também, a ativação plaquetária, confirmada pela maior concentração de plaquetas expressando P-selectina em sua superfície, maior número de micropartículas derivadas de plaquetas e maior concentração plasmática de tromboxano A2. A histopatologia dos pulmões e rins dos animais infectados com PA103 confirmou a formação de microtrombos, que não foram detectados nos animais controles ou infectados com a cepa mutante. Nos pulmões, a produção de ExoU determinou intensa resposta inflamatória com maior concentração de leucócitos totais e polimorfonucleados, interleucina-6 e fator de necrose tumoral-α nos LBAs. A análise imunohistoquímica mostrou intensa deposição de fibrina nos alvéolos e septos interalveolares. A atividade pró-coagulante dependente do fator tissular detectada nos LBAs dos camundongos infectados com PA103 foi independente da produção do inibidor da via de ativação do fator tissular (TFPI), mas associada ao aumento da produção do inibidor do ativador do plasminogênio-1 (PAI-1). Para investigar a participação do fator de ativação plaquetária (PAF) na liberação de PAI-1, foi pesquisada a atividade da enzima PAF-acetil-hidrolase (PAF-AH) nos LBAs dos camundongos. A atividade de PAF-AH apresentou-se significativamente elevada nos LBA dos camundongos infectados com PA103. O tratamento dos animais com um inibidor do PAF, antes da infecção, resultou na diminuição significativa das concentrações de PAI-1 e de leucócitos totais, bem como da atividade pró-coagulante dos LBAs. In vitro, ExoU induziu maior expressão do RNA mensageiro de PAI-1 e maior liberação da proteína PAI-1 nos sobrenadantes de células epiteliais respiratórias da linhagem A549. O tratamento das células A549 com um anticorpo anti-receptor de PAF, antes da infecção, reduziu significativamente a concentração de PAI-1 nos sobrenadantes de células infectadas com a cepa selvagem. Estes resultados demonstraram um novo mecanismo de virulência de P. aeruginosa através da atividade pró-trombótica de ExoU e a possibilidade de utilização da identificação de ExoU em isolados clínicos de pacientes graves como um marcador prognóstico para estes pacientes.

Via L-arginina-óxido nítrico e insuficiência cardíaca: associação ao condicionamento físico

A insuficiência cardíaca (IC) é uma síndrome clínica de elevada incidência e com um prognóstico ruim a longo prazo. Ela é a via final comum da maioria das doenças que acometem o coração, sendo um dos mais importantes desafios clínicos na área da saúde. O óxido nítrico (NO) representa, por intermédio de sua influência sobre o endotélio e as plaquetas, um importante papel na regulação da homeostase vascular. Este gás de meia-vida curta é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina, pela enzima NO sintase (NOS), levando à produção de guanosina monofosfato cíclica (GMPc). Estudos mostram que anormalidades na biodisponibilidade de NO em plaquetas podem contribuir para eventos trombóticos, não tendo sido ainda avaliada na IC. Na primeira parte do estudo, o objetivo foi investigar o efeito da IC na atividade e na expressão da NOS em plaquetas, no conteúdo intraplaquetário de GMPc, na agregação plaquetária, além dos parâmetros antropométricos e da composição corporal, das variáveis bioquímicas, dos aminoácidos plasmáticos, do estresse oxidativo (plasma e plaquetas) e da concentração sistêmica de marcadores inflamatórios em 15 pacientes com IC e 15 controles saudáveis. Na segunda parte do estudo, objetivou-se avaliar os efeitos do treinamento físico (TF) regular nessas mesmas variáveis (exceto a expressão da NOS) e nas variáveis hemodinâmicas e respiratórias. Para tal, foram avaliados 15 pacientes com IC que se mantiveram sedentários e 15 pacientes com IC que realizaram 30 minutos de atividade física aeróbia e treinamento contraresistência muscular localizada com pesos livres e máquinas, três vezes por semana, durante 24 semanas. Os resultados da primeira etapa do estudo demonstraram hiperagregabilidade plaquetária induzida tanto por colágeno como por ADP, com aumento do estresse oxidativo, da atividade basal da NOS e da concentração de GMPc, estando os níveis plasmáticos de L-arginina em pacientes com IC diminuído. A expressão da iNOS, estava aumentada em plaquetas de pacientes com IC em relação aos controles saudáveis.Também foi observado aumento da resposta inflamatória, com maiores níveis sistêmicos de proteína C reativa, fibrinogênio, interleucina-6 e fator de necrose tumoral α. Após o período de TF, houve aumento do VO2 máximo e a agregação plaquetária induzida tanto por colágeno quanto por ADP estava diminuída. Ocorreu um aumento dos níveis plasmáticos de L-arginina e, uma redução da atividade da NOS após o TF. Em relação ao estresse oxidativo, tanto a produção sistêmica, quanto a intraplaquetária de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARs) e a carbonilação diminuíram na presença da atividade aumentada das enzimas superóxido dismutase (SOD) e da catalase após o TF. Houve uma diminuição da resposta inflamatória, uma diminuição do colesterol total, do LDL e dos triglicerídeos e um aumento do HDL, após oTF. Nossos resultados sugerem que o TF tem efeitos antioxidantes, anti-inflamatórios e antiagregantes, que parece ser independente da produção de NO, sendo uma importante ferramenta não farmacológica no tratamento da IC

Hiperagregabilidade plaquetária e depressão: é o óxido nítrico o mensageiro comum?

A depressão é uma doença grave que vem se tornando mais prevalente na população mundial e no Brasil. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), é a quarta doença mais incapacitante e estima-se que em 2020 ocupe o segundo lugar, ficando atrás apenas das doenças cardiovasculares (DCV), que são a principal causa de morte no mundo. O Transtorno depressivo maior (TDM) se caracteriza por humor deprimido, tristeza intensa ou desânimo ou perda de interesse ou de prazer por quase todas as atividades por, pelo menos, duas semanas. Além disso, tem um elevado índice de mortalidade cardiovascular, e esta associação parece ser multifatorial e altamente complexa, e ainda não está completamente elucidada. Recentes estudos sugerem que a ocorrência de aterotrombose e eventos cardiovasculares no TDM está associada a uma diminuição na biodisponibilidade do óxido nítrico (NO), um potente vasodilatador, anti-agregante plaquetário e neurotransmissor. O NO é um gás formado a partir da L-arginina, pela ação da família de enzimas NO sintases (NOS), e vai ocasionar um aumento de guanosina monofosfato cíclica (GMPc), que é posteriormente degradada pelas fosfodiesterases (PDE). A L-arginina participa em outras vias além da produção de NO, como a arginase. O estresse oxidativo também tem uma participação no desenvolvimento dos transtornos psiquiátricos e nas DCV, e pode reduzir a meia-vida do NO. O objetivo deste estudo é investigar a via NO-GMPc, o ciclo da uréia, marcadores de estresse oxidativo e de inflamação em plaquetas e a sua associação com a função plaquetária no TDM. Participaram da pesquisa nove pacientes com diagnóstico de depressão leve a moderada do Serviço de Psicologia Aplicada (SPA/UERJ) e onze indivíduos saudáveis pareados por idade como controles. Este projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética e Pesquisa do Hospital Universitário Pedro Ernesto (1436-CEP/HUPE). A agregação plaquetária, a expressão e atividade da arginase II, a expressão da PDE 5, marcadores de estresse oxidativo (níveis de TBARS, carbonilação de proteínas, expressão da NADPH oxidase e da glutationa peroxidase (GPx) e atividade desta e da catalase (CAT), ambas enzimas anti-oxidantes) nas plaquetas e no soro, e o fibrinogênio sistêmico foram investigados. No presente estudo observou-se um aumento da agregação plaquetária induzida por ADP em pacientes com TDM comparados aos controles. Uma ativação da arginase II em plaquetas sem qualquer alteração na sua expressão foi demonstrada em pacientes com TDM. Além disso, um aumento na carbonilação de proteínas e na expressão de GPx, de NADPH e de PDE5 foi observado em plaquetas de pacientes com TDM. A produção de TBARS, a atividade de GPx e CAT nas plaquetas e no soro não foram afetados pelo TDM. Não houve diferença nos níveis de fibrinogênio entre pacientes com TDM e controles. A ativação da arginase, somada ao estresse oxidativo, reduziria a biodisponibilidade de NO levando à disfunção plaquetária nos pacientes com TDM. O presente estudo acrescenta dados importantes para a compreensão dos mecanismos celulares envolvidos na relação TDM e DCV. Além disso, abre caminho para a utilização de novas ferramentas farmacológicas, como os antioxidantes, para o tratamento do TDM.

A via L-argininaóxido nítrico, estresse oxidativo e ciclo da uréia na obesidade

A obesidade é um distúrbio metabólico de etiologia multifatorial e elevada prevalência no Brasil, que pode ser definida por um índice de massa corporal (peso em quilogramas dividido pela altura em metros ao quadrado) maior ou igual a 30 kg/m2, e que está associada de forma independente a um elevado risco de morbidade e mortalidade cardiovascular devido aos eventos aterotrombóticos. O óxido nítrico (NO), uma pequena molécula gasosa, é produzido através da conversão do aminoácido catiônico L-arginina em L-citrulina e NO em uma reação catalisada por uma família de enzimas denominadas NO-sintases (NOS), e funciona como um protetor cardiovascular modulando por exemplo o relaxamento do músculo liso vascular e a função plaquetária. O objetivo desta tese foi avaliar a via L-arginina-NO, bem como investigar a função plaquetária, o estresse oxidativo, e a atividade da arginase em pacientes com obesidade. O transporte de L-arginina, a produção de guanosina monofosfato cíclica (GMPc), a atividade e a expressão das isoformas da NOS (iNOS e eNOS), a atividade da arginase, o estresse oxidativo (produção de espécies reativas de oxigênio EROs; atividade da superóxido dismutase SOD; e atividade da catalase), bem como a função plaquetária foram medidos nas plaquetas dos pacientes com obesidade. Nas hemácias, foram medidos o transporte de L-arginina e a atividade da NOS e da arginase. Os níveis de aminoácidos e de marcadores inflamatórios (fibrinogênio e proteína C reativa) também foram medidos sistemicamente. Os resultados demonstram que o influxo de L-arginina via sistema y+L, a atividade da NOS e a produção de GMPc estão diminuídos nas plaquetas dos pacientes obesos em relação aos controles saudáveis, enquanto que não houve diferença na atividade da arginase. Além disso, a expressão das isoformas da NOS bem como a agregação plaquetária em plaquetas de pacientes com obesidade mostrou-se aumentada em relação aos controles. Nas hemácias destes pacientes, observou-se elevado influxo de L-arginina via sistema y+ e y+L e atividade da NOS, e nenhuma diferença na função da arginase. A concentração plasmática de L-arginina não foi afetada pela obesidade, mas já os marcadores inflamatórios estavam significativamente aumentados. A produção de EROs e a atividade da catalase nas plaquetas não estava alterada em pacientes com obesidade, enquanto que a atividade da SOD mostrou-se diminuida. Assim, apesar do aumento da produção de NO pelas hemácias, é possível que a baixa produção plaquetária de NO, além do estado inflamatório e um possível estresse oxidativo, estejam contribuindo para a elevada atividade plaquetária observada na obesidade. As descobertas aqui apresentadas contribuem para uma melhor compreensão dos eventos cardiovasculares presentes na obesidade.

Avaliação do estrese oxidativo e da via L-arginina-óxido nítrico em plaquetas na gestação normal e na pré-eclâmpsia

A Pré-eclâmpsia (PE) é uma síndrome hipertensiva específica da gravidez, atualmente compreendida como uma doença sistêmica que cursa com inflamação, distúrbios da coagulação, desordens metabólicas, disfunção endotelial e desequilíbrio entre agentes vasoconstrictores e vasodilatadores. Contudo, a fisiopatologia da PE ainda não foi completamente elucidada. Este estudo investigou, em 51 gestantes, o estresse oxidativo, a via L-arginina-óxido nítrico e agregação plaquetária, na gestação normal (n=27) e na PE (n=24). Amostras de soro e plaquetas de gestantes normotensas e com PE, foram utilizadas para a medida de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), a carbonilação de proteínas, a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx), assim como a produção de óxido nítrico (NO) pela formação de nitrito. Nas plaquetas foram avaliados, também, o transporte de L-arginina, a atividade da óxido nítrico sintase (NOS) e a agregação plaquetária. Em amostras de plasma foram realizadas medidas da proteína C reativa ultra-sensível (PCRus) e do aminoácido L-arginina. Estes resultados demonstram que não há diferença nas medidas da proteína C reativa e da L-arginina entre gestantes normotensas e com PE. A formação de nitritos e a atividade das enzimas antioxidantes SOD, CAT e GPx se encontram reduzidas no soro de gestantes com PE, enquanto a medida de TBARS e a carbonilação de proteínas não foi diferente das gestantes normotensas. Em plaquetas, o transporte de L-arginina pelo sistema y+L está diminuído na PE, ao passo que, a atividade da NOS, a formação de nitrito e a agregação plaquetária não modificaram em relação a gestação normal. A carbonilação de proteínas está aumentada em plaquetas na PE e a atividade da CAT está reduzida. Concluiu-se, que a menor formação de nitrito no soro sugere uma menor produção de NO em pacientes com PE. Este dado correlaciona com uma redução da defesa antioxidante observada pela menor atividade das enzimas SOD, CAT, GPx que deve contribuir para uma maior inativação do NO. Apesar dos níveis plasmáticos normais de L-arginina na PE, o sistema de transporte via y+L está reduzido em plaquetas, o que pode estar associado em parte ao estresse oxidativo que contribui para alterações físicas e estruturais da membrana, podendo afetar o influxo do aminoácido. Apesar do transporte de L-arginina reduzido e do aumento do estresse oxidativo em plaquetas na PE, não houve alteração da atividade da NOS, da produção de NO e da agregação plaquetária, indicando que mecanismos compensatórios possam estar contribuindo para a manutenção da produção de NO e de sua função modulatória sobre a agregação

Avaliação de aspectos hematológicos, bioquímicos e de hemoparasitas em população de Didelphis aurita Wied-Neuwied, 1826 (Didelphimorphia: Didelphidae) da Serra dos Órgãos, RJ

A Floresta Tropical Atlântica apresenta uma enorme biodiversidade, e está atualmente sujeita a inúmeras pressões como a perda de área pela intensa ocupação humana, agricultura, pecuária, urbanização e industrialização. Esses impactos têm provocado desmatamento e fragmentação florestal, processos que interferem na manutenção das populações animais, inclusive afetando os ciclos silvestres de parasitas e microorganismos. Didelphis aurita é um marsupial da Mata Atlântica com alta capacidade adaptativa a ambientes perturbados. Esta espécie onívora é tolerante à fragmentação florestal, podendo sobreviver em ambientes silvestres, rurais, suburbanos e urbanos, tendo importância na conexão dos ciclos silvestres e urbanos de diversos agentes. Este trabalho teve por objetivo descrever aspectos hematológicos, bioquímicos e de hemoparasitas em Didelphis aurita de duas áreas da Serra dos Órgãos/ RJ, uma área fragmentada e outra de mata contínua. Entre julho de 2011 e fevereiro de 2012 foram capturados 61 animais que tiveram amostras de sangue avaliadas. Os resultados expressos como média desvio padrão foram: Volume Globular 38,66 % ( 4,97); Hemácias 5,40 ( 0,75) x106/mm3; Hemoglobina 12,78 ( 1,68) g/dL; VGM 71,69 ( 3,56) fl; CHGM 33,01 ( 0,63) %; Plaquetas 514,70 ( 323,10) x 103/mm3; Leucócitos 19.678,52 ( 10.152,26)/mm3; Basófilos 0,59 ( 0,72) %; Eosinófilos 13,79 ( 6,94)%; Bastonetes 0,77 ( 2,04) %; Segmentados 41,12 ( 13,95) %; Linfócitos 41,97 ( 12,97) %; Monócitos 1,75 ( 1,51)%. Para parâmetros bioquímicos encontramos os seguintes resultados: Proteínas totais 8,50 ( 1,68); albumina 3,03 ( 0,69); globulina 5,44 ( 1,66); uréia 83,57 ( 20,11); creatinina 0,44 ( 0,13); ALT 85,01 ( 65,65); AST 314,55 ( 130,58); FA 420,38 ( 371,89); GGT 19,40 ( 8,51). Os parâmetros hematócrito, hemoglobina, hematimetria, ALT, AST e FA foram maiores nos machos do que nas fêmeas. Adultos apresentaram valores de proteína plasmática total, leucócitos, hematócrito, hemoglobina, hematimetria, albumina, proteínas totais, creatinina e GGT maiores do que jovens, e o inverso ocorreu para plaquetas, globulina e FA. Animais do Fragmento apresentaram valores de massa corporal e albumina menores do que os do Garrafão, e o inverso ocorreu para GGT e globulina. Babesiasp. ocorreu em 26,6% da população, sendo mais freqüente em adultos. Estes resultados são os primeiros parâmetros de referência para Didelphis aurita na Serra dos Órgãos, contribuindo para o estudo desta espécie.

Alterações na biodisponibilidade de óxido nítrico e no estresse oxidativo em plaquetas de mulheres na pós-menopausa

O risco de desenvolver doença cardiovascular aumenta com o avançar da idade, sendo exponencialmente maior em mulheres após a menopausa em relação a mulheres em idade reprodutiva. Esse aumento pode ser, em parte, explicado por uma hiperatividade plaquetária e disfunção endotelial nessas mulheres. Em plaquetas, o óxido nítrico é uma molécula essencial para a inibição da sua ativação e agregação; cuja biodisponibilidade depende de sua síntese e inativação por espécies reativas de oxigênio. Assim, o presente estudo visa determinar os efeitos da menopausa sobre a função plaquetária, biodisponibilidade de óxido nítrico e estresse oxidativo. Para tal, a amostra foi constituída por mulheres sendo elas 15 jovens entre 20 e 40 anos (grupo controle), 12 mulheres entre 45 e 60 anos pós-menopausadas há no mínimo 12 meses que não faziam uso de reposição hormonal e que não possuíam fatores de risco para doença cardiovascular. Os resultados demonstraram que mulheres pós-menopausadas apresentam uma hiperagregação plaquetária induzida por colágeno em relação a mulheres jovens. Essas mulheres também apresentaram o influxo de L-arginina aumentado em relação ao grupo controle. No entanto, a atividade da enzima óxido nítrico sintase estava diminuída nas mulheres após a menopausa, assim como os níveis plasmáticos de L-arginina. A expressão das enzimas iNOS e eNOS não diferiu significativamente entre os grupos. A expressão das subunidades 1 e 1 da enzima guanilato ciclase, e a fosfodiesterase 5 não se apresentaram diferentes entre os grupos. A expressão das enzimas glutationa peroxidase, subunidades gp91phox e p47phox da NADPH oxidase não estavam alteradas em plaquetas de mulheres pós-menopausadas, já a catalase estava mais expressa neste grupo. Em relação à atividade das enzimas antioxidantes, foi observado um aumento na superóxido dismutase em mulheres pós-menopausadas. Esse grupo apresentou ainda níveis mais elevados de grupamentos sulfidrila. Já em relação a danos proteicos não foi possível observar diferença entre os grupos. Dessa forma, esses resultados podem contribuir para uma melhor compreensão da hiperagregação plaquetária observada nas mulheres após a menopausa, o que, por sua vez, pode contribuir para a elucidação de mecanismos envolvidos na morbidade e mortalidade cardiovascular elevada nessa população.

Doenças cardiovasculares em pacientes bipolares: uma investigação da biodisponibilidade do óxido nítrico

Os transtornos psiquiátricos são um problema de saúde pública, ocupando cinco das dez principais causas de incapacitação no mundo. O transtorno bipolar (TB) é um transtorno de humor, segundo o DSM-IV (manual diagnóstico e estatístico de doenças mentais), o qual afeta cerca de 1% da população mundial. O TB do tipo I (TBI) é o mais frequente entre os TBs e é caracterizado pela presença de episódios maníacos ou mistos acompanhados por episódios depressivos. Assim como outros transtornos psiquiátricos, como a depressão, ansiedade e esquizofrenia, o TB representa um importante fator de risco cardiovascular, e pacientes com este transtorno apresentam mortalidade cardiovascular duas vezes maior que a população em geral. No entanto, os exatos mecanismos envolvidos nesta relação permanecem desconhecidos. Estudos sugerem o envolvimento da via L-arginina-óxido nitrico (NO) na patofisiologia do TB. O NO é responsável por diversas funções fisiológicas, incluindo a inibição da função plaquetária. A L-arginina, sua precursora, é transportada em plaquetas pelo carreador y+L, ativando a enzima NO sintase (NOS), a qual produz NO e e L-citrulina. Uma vez produzido, o NO ativa a enzima guanilato ciclase (GC), levando ao aumento dos níveis de guanosina monofosfato cíclica (GMPc). Adicionalmente, a L-arginina não é exclusivamente utilizada pela NOS, ela também pode ser metabolizada pela arginase e produzir L-ornitina e uréia. A biodisponibilidade do NO depende tanto de sua síntese como de sua degradação pelo estresse oxidativo ou pela inflamação. O objetivo deste estudo foi investigar detalhadamente a via L-arginina-NO-GMPc em plaquetas de pacientes com TBI, a expressão da arginase e outros marcadores de estresse oxidativo e inflamação. Vinte e oito pacientes com TB e dez indivíduos saudáveis foram incluídos no estudo. Nossos estudos mostraram uma redução da atividade da NOS em todos os grupos de pacientes bipolares (fases de eutimia, depressão e mania), quando comparados aos controles. Isto ocorreu na presença de concentrações normais do substrato e de seu transporte, e da expressão inalterada das isoformas eNOS e iNOS. A expressão da arginase II não diferiu entre os grupos estudados, indicando que a disponibilidade da L-arginina não está sendo desviada para o ciclo de uréia em plaquetas. A produção reduzida de GMPc foi observada mesmo com a expressão inalterada da GC. A atividade e marcadores de estresse oxidativo, avaliada através da quantificação da oxidação de proteínas e atividade da catalase, não foram modificadas em plaquetas de pacientes com TB, enquanto que a atividade da SOD estava aumentada em todas as fases. Os níveis séricos da proteína C-reativa (PCR), um marcador inflamatório, estão aumentados em pacientes maníacos, comparados aos controles. A reduzida produção de NO observada em plaquetas de pacientes bipolares pode ser um elo entre esta complexa associação entre TB e a doença cardiovascular.

Stejnulxin, a novel snake C-type lectin-like protein from Trimeresurus stejnegeri venom is a potent platelet agonist acting specifically via GPVl

Stejnulxin, a novel snake C-type lectin-like protein with potent platelet activating activity, was purified and characterized from Trimeresurus stejnegeri venom. Under non-reducing conditions, it migrated on a SDS-polyacrylamide gel with an apparent molecular mass of 120 kDa. On reduction, it separated into three polypeptide subunits with apparent molecular masses of 16 kDa (alpha), 20 kDa (beta(1)) and 22 kDa (beta(2)), respectively. The complete amino acid sequences of its subunits were deduced from cloned cDNAs. The N-terminal sequencing and cDNA cloning indicated that beta(1) and beta(2) subunits of stejnulxin have identical amino acid sequences and each contains two N-glycosylation sites. Accordingly, the molecular mass difference between 1 and 2 is caused by glycosylation heterogenity. The subunit amino acid sequences of stejnulxin are similar to those of convulxin, with sequence identities of 52.6% and 66.4% for the U. and beta, respectively. Stejnulxin induced human platelet aggregation in a dose-dependent manner. Antibodies against UNA inhibited the aggregation response to stejnulxin, indicating that activation of alpha(IIb)beta(3) and binding of fibrinogen are involved in stejnulxin-induced platelet aggregation. Antibodies against GPIbalpha or alpha(2)beta(1) as well as echicetin or rhodocetin had no significant effect on stejnulxin-induced platelet aggregation. However, platelet activation induced by stejnulxin was blocked by anti-GPVI antibodies. In addition, stejnulxin induced a tyrosine phosphorylation profile in platelets that resembled that produced by convulxin. Biotinylated stejnulxin bound specifically to platelet membrane GPVI.

Molecular cloning and characterization of a platelet glycoprotein Ib-binding protein from the venom of Trimeresurus stejnegeri

A platelet glycoprotein Ib-binding protein, termed TSV-GPIb-BP, was isolated from the venom of Trimeresurus stejnegeri. On SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, TSV-GPIb-BP showed a single band with an apparent molecular weight of 28,000 and two distinct bands with apparent molecular weights of 16,000 and 15,000 under non-reducing and reducing conditions, respectively. cDNA clones containing the coding sequences for both TSV-GPIb-BP subunits were isolated and sequenced. The deduced amino acid sequences of TSV-GPIb-BP subunits were confirmed by N-terminal protein sequencing and trypsin-digested peptide mass fingerprinting. Interestingly, the a subunit of TSV-GPIb-BP is identical to that of alboaggregin-B, and the sequence identity of their beta subunits is 94.3%. TSV-GPIb-BP inhibited ristocetin-induced human platelet agglutination in platelet-rich plasma under lower dosages (<5 mug/ml). On the other hand, it directly aggregated washed human platelets in the absence of additional Ca2+ or any other cofactors under higher dosages (>5 mug/ml). This platelet aggregation activity was dose-dependently inhibited by specific GPIbalpha antibodies, but not by those antibodies against platelet GPIa, GPIIa, GPIIb and GPIIIa. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

TMVA, a snake C-type lectin-like protein from Trimeresurus mucrosquamatus venom, activates platelet via GPIb

TMVA is a C-type lectin-like protein with potent platelet activating activity from Trimeresurus mucrosquamatus venom. In the absence of von Willebrand factor (vWF), TMVA dose-dependently induced aggregation of washed platelets. Anti-GP Ib monoclonal antib

Bm-TFF2, a trefoil factor protein with platelet activation activity from frog Bombina maxima skin secretions

In mammals, trefoil factor family (TFF) proteins are involved in mucosal maintenance and repair, and they are also implicated in tumor suppression and cancer progression. A novel two domain TFF protein from frog Bombina maxima skin secretions (Bm-TFF2) has been purified and cloned. It activated human platelets in a dose-dependent manner and activation of integrin a(11b)beta(3) was involved. Aspirin and apyrase did not largely reduce platelet response to Bm-TFF2 (a 30% inhibition), indicating that the aggregation is not substantially dependent on ADP and thromboxane A2 autocrine feedback. Elimination of external Ca2+ with EGTA did not influence the platelet aggregation induced by Bm-TFF2, meanwhile a strong calcium signal (cytoplasmic Ca2+ release) was detected, suggesting that activation of phospholipase C (PLC) is involved. Subsequent immunoblotting revealed that, unlike in platelets activated by stejnulxin (a glycoprotein VI agonist), PLC gamma 2 was not phosphorylated in platelets activated by Bm-TFF2. FITC-labeled Bm-TFF2 bound to platelet membranes. Bm-TFF2 is the first TFF protein reported to possess human platelet activation activity. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

GPIb is involved in platelet aggregation induced by mucetin, a snake C-type lectin protein from Chinese habu (Trimeresurus mucrosquamatus) venom

Mucetin (Trimeresurus mucrosquamatus venom activator, TMVA) is a potent platelet activator purified from Chinese habu (Trimeresurus mucrosquamatus) venom. It belongs to the snake venom heterodimeric C-type lectin family and exists in several multimeric forms. We now show that binding to platelet glycoprotein (GP) lb is involved in mucetin-induced platelet aggregation. Antibodies against GPIb as well as the GPIb-blocking C-type lectin echicetin inhibited mucetin-induced platelet aggregation. Binding of GPIb was confirmed by affinity chromatography and Western blotting. Antibodies against GPVI inhibited convulxin- but not mucetin-induced aggregation. Signalling by mucetin involved rapid tyrosine phosphorylation of a number of proteins including Syk, Src, LAT and PLCgamma2. Mucetininduced phosphorylation of the Fcgamma chain of platelet was greatly promoted by inhibition of alpha(llb)beta(3) by the peptidomimetic EMD 132338, suggesting that phosphatases downstream Of alpha(llb)beta(3) activation are involved in dephosphorylation of Fcgamma. Unlike other multimeric snake C-type lectins that act via GPIb and only agglutinate platelets, mucetin activates alpha(llb)beta(3). Inhibition Of alpha(llb)beta(3) strongly reduced the aggregation response to mucetin, indicating that activation Of alpha(llb)beta(3) and binding of fibrinogen are involved in mucetin-induced platelet aggregation. Apyrase and aspirin also inhibit platelet aggregation induced by mucetin, suggesting that ADP and thromboxaneA(2) are involved in autocrine feedback. Sequence and structural comparison with closely related members of this protein family point to features that may be responsible for the functional differences.

Biomimetic layer-by-layer assembly of artificial nacre.

Nacre is a technologically remarkable organic-inorganic composite biomaterial. It consists of an ordered multilayer structure of crystalline calcium carbonate platelets separated by porous organic layers. This microstructure exhibits both optical iridescence and mechanical toughness, which transcend those of its constituent components. Replication of nacre is essential for understanding this complex biomineral, and paves the way for tough coatings fabricated from cheap abundant materials. Fabricating a calcitic nacre imitation with biologically similar optical and mechanical properties will likely require following all steps taken in biogenic nacre synthesis. Here we present a route to artificial nacre that mimics the natural layer-by-layer approach to fabricate a hierarchical crystalline multilayer material. Its structure-function relationship was confirmed by nacre-like mechanical properties and striking optical iridescence. Our biomimetic route uses the interplay of polymer-mediated mineral growth, combined with layer-by-layer deposition of porous organic films. This is the first successful attempt to replicate nacre, using CaCO(3).

The nature and origin of deep ocean clay crust from the Gulf of Guinea

Deep ocean sediments off the west coast of Africa exhibit a peculiar undrained strength profile in the form of a crust, albeit of exceptionally high water content, overlying normally consolidated clay. Hot-oil pipelines are installed into these crustal sediments, so their origins and characteristics are of great interest to pipeline designers. This paper provides evidence for the presence of burrowing invertebrates in crust material, and for the way sediment properties are modified through their creation of burrows, and through the deposition of faecal pellets. A variety of imaging techniques are used to make these connections, including photography, scanning electron microscopy and X-ray computer tomography. However, the essential investigative technology is simply the wet-sieving of natural cores, which reveals that up to 60% by dry mass of the crustal material can consist of smooth, highly regular, sand-sized capsules that have been identified as the faecal pellets of invertebrates such as polychaetes. Mechanical tests reveal that these pellets are quite robust under effective stresses of the order of 10 kPa, acting like sand grains within a matrix of fines. Their abundance correlates closely with the measured strength of the crust. While this can easily be accepted in the context of a pellet fraction as high as 60%, the question arises how a smaller proportion of pellets, such as 20%, is apparently able to enhance significantly the strength of a sediment that otherwise appears to be normally consolidated. A hypothesis is suggested based on the composition of the matrix of fines around the pellets. These appear to consist of agglomerates of clay platelets, which may be the result of the breakdown of pellets by other organisms. Their continued degradation at depths in excess of 1 m is taken to explain the progressive loss of crustal strength thereafter.